酸素結合・解離分析システム

    酸素結合・解離分析装置Bloodox-2019は、さまざまな酸素分圧条件におけるヘモグロビンの酸素結合および放出を連続的に記録します。酸素結合・酸素解離曲線を作成し、P50、Hill 係数などのパラメータを算出することで、酸素親和性および酸素運搬特性を評価できます。全血、赤血球溶血液、ヘモグロビン溶液、ヘモグロビンベースの酸素運搬体、およびこれらに関連する試料に使用できます。

1. 主な特長

1. Clark 酸素電極による PO₂ の直接測定

2. 酸素結合・放出の動的プロファイル

3. マイクロリットルスケールの試料量

4. 対応試料

• 全血 · 赤血球溶血液
• ヘモグロビン溶液
• ヘモグロビンベースの酸素運搬体
• ヘモグロビンの酸素結合・放出の評価が必要なその他の試料 

5. 再現性の高い測定を支える統合制御

（1）高精度ガス流量制御

（2）高精度温度制御

（3）タッチスクリーンによる一元操作

• 空気／窒素の選択
• ガス流量設定
• 酸素化／脱酸素化
• 試料吸引
• 試料の排出
• PO₂ のリアルタイムモニタリング
• 温度のリアルタイムモニタリング
• 一元操作により反復的な手動操作を減らし、より安定した測定ワークフローを実現します。

2. 測定原理

3. 試料チャンバー 

• 試料の自動吸引 
• 空気／窒素の供給
• 試料の排出
• 測定中の手動操作を最小限に抑えます。

4. データ解析

1. 酸素結合曲線・酸素解離曲線

    ソフトウェアは、PO₂ の変化に伴うヘモグロビンの酸素結合または放出をリアルタイムで表示します。以下の処理機能に対応しています

• Raw Curve（生データ曲線）
• Translation（平行移動）
• Smooth（平滑化）
• LineFit
• Zero-Completion（ゼロ補完）
• 生データのエクスポート 

2.  P50

    ヘモグロビンの酸素飽和度が 50% に達するときの酸素分圧です。P50 はヘモグロビンの酸素親和性を示す重要な指標です。

    一般に

P50 が高い 酸素親和性が低く、酸素を放出しやすい

P50 が低い 酸素親和性が高く、酸素と結合しやすい

3. Hill 係数

    Hill 式を用いて、ヘモグロビンへの酸素結合における協同性（Cooperativity）を評価し、試料間または試験条件間の酸素結合特性を比較できます。

4. ROQ 

    任意に選択した 2 つの PO₂ 値における酸素飽和度の差を算出し、設定した PO₂ 範囲におけるヘモグロビン酸素化状態の変化を示します。

5. 複数曲線の比較 

    複数の測定曲線を同時に表示し、以下を比較できます：

• 曲線の左方／右方シフト 
• P50 の変化 
• 酸素親和性の変化 
• 酸素結合特性 
• 酸素放出特性 
• 試験群間の差異

5. 用途

1. 赤血球の酸素運搬研究

• 全血における酸素結合・放出の評価
• 赤血球の酸素親和性に関する研究
• 赤血球機能の変化に関する研究

2. 血液保存研究

• 保存中の赤血球機能の変化
• 保存条件が酸素結合・放出に及ぼす影響
• 処理方法がヘモグロビン酸素親和性に及ぼす影響

3. 低酸素・高地研究

• 高地におけるヘモグロビン酸素親和性の変化
• 低酸素への適応メカニズム
• 高地環境に関連する赤血球機能の変化

4. 基礎血液研究

    赤血球増加症、過粘稠度、溶血、血栓症など、さまざまな血液状態に関する研究において、ヘモグロビンの酸素運搬機能の評価を支援します。

5. ヘモグロビン・酸素運搬体研究

• ヘモグロビン機能の評価
• ヘモグロビンベースの酸素運搬体の評価
• 製剤組成および処理条件が酸素結合・放出に及ぼす影響

6. ソフトウェア

    BL10 データ取得ソフトウェア

    実験モニタリング、パラメータ表示、生データ取得に使用します。

    BL10 Viewer データ解析ソフトウェア

    曲線処理、パラメータ解析、測定結果の比較に使用します。

7. システム構成

    Bloodox-2019 は以下のモジュールで構成されています：

• 二波長光学検出システム
• Clark 酸素電極
• 試料チャンバー
• ガス流量制御システム
• 温度制御システム
• 温度センサー
• マグネチックスターラー
• 電子制御モジュール
• タッチスクリーン制御システム
• データ取得・解析ソフトウェア

8. 技術仕様

参考文献

1. Zhong, X., et al., Hb-O2 affinity parameters as prognostic factors for 28-day mortality in ARDS patients: A prospective study. Medicine in Novel Technology and Devices, 2026. 29: p. 100418.
2. Wang, L., et al., Hemocompatibility Evaluation of PEGylated Bovine Hemoglobin. International Journal of Molecular Sciences, 2026. 27(3): p. 1262.
3. Shu, P., et al., Spermine: A Hemoglobin Modifier That Reduces Autoxidation and Regulates Oxygen Delivery. International Journal of Molecular Sciences, 2026. 27(3): p. 1197.
4. Chu, Z., et al., Simulated Oxygen Supply Efficiency Assessment to Represent Stored Red Blood Cells Quality. Life, 2026. 16(2): p. 205.
5. Sheng, M., et al., Hemoglobin Oxygen Affinity Does Not Change in the Canine Model of Moderate Acute Normovolemic Hemodilution. ACS Omega, 2025. 10(36): p. 41620-41629.
6. Sheng, M., et al., Lysine Lactylation of Hemoglobin Promotes Oxygen Release in Red Blood Cells. ACS Omega, 2025. 10(21): p. 21889-21907.
7. Li, Q., et al., Staphylococcus aureus β-hemolysin impairs oxygen transport without causing hemolysis. Virulence, 2025. 16(1): p. 2490208.
8. Cui, T., et al., 3′ UTR-truncated HMGA2 promotes erythroblasts production from human embryonic stem cells. Stem Cells Translational Medicine, 2025. 14(1): p. szaf001.
9. Zhang, L., et al., Preliminary Study on Polymerization between Hemoglobin and Enzymes during the Preparation of PolyHb-SOD-CAT-CA. Doklady Biochemistry and Biophysics, 2024. 518(1): p. 463-474.
10. Yu, H., et al., An ex vivo method to evaluate vasoactivity induced by hemoglobin-based oxygen carriers in resistance vessels. Front Bioeng Biotechnol, 2024. 12(1376806): p. 2024.
11. Shu, P., et al., Cefmetazole sodium as an allosteric effector that regulates the oxygen supply efficiency of adult hemoglobin. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, 2024. 42(14): p. 7442-7456.
12. Meng Weicheng, C.Y.W.Y.A.N.N.L.I.U.Z.W.U.X.W.F.H.U.X., The Impact of Reduced Bisphosphoglycerate Mutase（BPGM）Enzyme Activity in Sensitized Red Blood Cells on Oxygen Carrying/Releasing Capacity. JOURNAL OF CLINICAL TRANSFUSION AND LABORATORY MEDICINE, 2024. 26(3): p. 308-314.
13. Zhao, B., et al., Effect of roxadustat on red blood cell lifespan in patients with long-term haemodialysis: a single-centre, prospective, single-arm study. Clinical Kidney Journal, 2023. 16(9): p. 1500-1507.
14. Zhang, F., et al., An extra-erythrocyte role of haemoglobin body in chondrocyte hypoxia adaption. Nature, 2023. 622(7984): p. 834-841.
15. Xu, L., et al., Generation of Rh D-negative blood using CRISPR/Cas9. Cell Proliferation, 2023. 56(11): p. e13486.
16. Liu, R., et al., The Preliminary Study on Preparation Technology of PolyHb-SOD-CATCA - The Effects of Different Extractants. Current Pharmaceutical Biotechnology, 2023. 24(15): p. 1928-1937.
17. Li, B., et al., PEG-conjugated bovine haemoglobin enhances efficiency of chemotherapeutic agent doxorubicin with alleviating DOX-induced splenocardiac toxicity in the breast cancer. Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology, 2023. 51(1): p. 120-130.
18. Chu, Z., et al., Resveratrol, a New Allosteric Effector of Hemoglobin, Enhances Oxygen Supply Efficiency and Improves Adaption to Acute Severe Hypoxia. Molecules, 2023. 28(5).
19. Zhang, H., et al., Phenoxyaromatic Acid Analogues as Novel Radiotherapy Sensitizers: Design, Synthesis and Biological Evaluation. Molecules, 2022. 27(8).
20. Zhang, G., et al., Preliminary Intermittent Hypoxia Training Alleviates the Damage of Sustained Normobaric Hypoxia on Human Hematological Indexes and Cerebral White Matter. High Altitude Medicine & Biology, 2022. 23(3): p. 273-283.
21. Wang, L., et al., Remote ischemic conditioning enhances oxygen supply to ischemic brain tissue in a mouse model of stroke: Role of elevated 2,3-biphosphoglycerate in erythrocytes. J Cereb Blood Flow Metab, 2021. 41(6): p. 1277-1290.
22. Kanagarajan, S., et al., Production of functional human fetal hemoglobin in Nicotiana benthamiana for development of hemoglobin-based oxygen carriers. International Journal of Biological Macromolecules, 2021. 184: p. 955-966.
23. Chu, Z., et al., The P(50) value detected by the oxygenation-dissociation analyser and blood gas analyser. Artif Cells Nanomed Biotechnol, 2020. 48(1): p. 867-874.